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孙殿卿主要从事地质力学和第四纪冰川地质学的研究，是这两个学科的学科带头人和传人。他运用构造体系理论指导全球构造、矿产预测、区域地壳稳定性评价以及油气勘查等工作屡获突破。 [3-4] 孙殿卿在李四光指导下，系统填绘了广西1/25万地质图，成为中国区域地质调查的开拓者之一，他对柴达木盆地的油气地质规律和找油勘查的突破，做出了突出的贡献，在柴达木水鸭子墩反“S”型构造带中发现了大油苗。